Was ist Geothermie und wie funktioniert sie?
Massive Mengen von Wärmeenergie, genannt Geothermie, ist unter der Erdkruste reserviert. Dies ist durch den radioaktiven Zerfall der Mineralien und Elemente entstanden. Wasser und Dampf tragen die geothermische Energie an die Erdoberfläche.
Geothermie ist je nach ihren Eigenschaften eine gute Ressource zum Heizen und Kühlen oder zur Erzeugung von sauberem Strom. Für die Stromerzeugung werden jedoch Ressourcen mit hoher oder mittlerer Temperatur (Ausnutzungstemperaturen von über 180 °C) benötigt. Diese Art der Geothermie befindet sich normalerweise in der Nähe der tektonisch aktiven Regionen.
In geothermischen Kraftwerken wird die aus der Tiefe der Erde erzeugte Wärme zur Erzeugung von Dampf zur Umwandlung von Elektrizität genutzt. Manchmal nutzt die geothermische Wärmepumpe die Wärme der Erdoberflächenreserven, um verschiedene Heizanwendungen zu nutzen.
Warum ist Geothermie wichtig?
Es ist eine Stromquelle, die Strom mit minimalen Umweltauswirkungen erzeugt.
Dies ist eine der vielversprechendsten unter den erneuerbaren Energiequellen, eine zuverlässige, saubere und sichere Form der Stromerzeugung, und verschiedene Fortschritte und Upgrades machen sie effizienter.
Geothermie ist ein Prozess, bei dem Wärme unter der Erdoberfläche genutzt wird, sodass keine Heizkosten erforderlich sind.
Tief in der Erdkruste befindet sich geschmolzenes Magma (geschmolzene Steine), das zu starker Hitze führt. Dies kann Wasserspeicher und Lufträume erwärmen. Die Wassertemperaturen betragen ungefähr 20 oC bei 15 Fuß unter der Erdoberfläche, aber dies wird viel heißer, wenn es tiefer von den Erdoberflächen abfällt.
Arten von Geothermie:
- Direktnutzung und Fernwärmesysteme.
- Geothermische Kraftwerke.
- Geothermische Wärmepumpen.
Top-Länder, die Geothermie produzieren:
- USA
- Indonesien.
- Philippinen.
- Truthahn.
- Neuseeland.
- Mexiko.
- Italien.
- Island.
Technologie in Geothermie-Kraftwerken:
Die Technologien zur Stromerzeugung aus Erdwärme, die in hydrothermalen Speichern mit Permeabilität verfügbar sind, funktionieren seit 1913. Verschiedene Technologien stehen für Anwendungen in Erdwärmepumpen und Fernwärme zur Verfügung und können für die Weiterentwicklung bestehender Technologien in Betracht gezogen werden.
Verschiedene Energieanlagen, die heutzutage in Betrieb sind, sind Trockenanlagen oder Flash-Anlagen (Einzel-, Doppel- und Dreifachanlagen), die Temperaturen von über 180 ° C ausnutzen. Temperaturbereiche werden jedoch in der Binärkreislauftechnik immer häufiger zur Stromerzeugung oder Kraft-Wärme-Kopplung genutzt. Dabei wird geothermisches Fluid über einen Wärmetauscher zum Aufheizen von Fluid in einem geschlossenen Kreislauf verwendet. Darüber hinaus wurden neue Technologien wie Enhanced Geothermal Systems (EGS) entwickelt, die sich in der Demonstrationsphase befinden können.
Die Installation kann auf zwei Arten erfolgen. Einer hat einen einfacheren Charakter, der als "Direktgebrauch" bezeichnet wird und bei dem Rohre bis zum Grundwasserspiegel gebohrt wurden, um warmes Wasser für Privathaushalte abzuleiten. In bestimmten Fällen muss eine spezielle Pumpe eingesetzt werden, um das Wasser zu ziehen, mit dem das Luftheizsystem in kaltem Klima betrieben wird. Diese Art der Lieferung macht ungefähr 70 Prozent aus, während ungefähr 30 Prozent ihrer Verwendung für elektrische Energie entfallen.
Ein anderer Weg ist etwas breiter, bei dem Wasser durch Rohre tiefer in den Boden geleitet wurde. Es wird erwärmt, wenn das Wasser durch ein Rohrnetz fließt, und der Dampf wird abgegriffen, um Turbinen zur Stromerzeugung anzutreiben. Dieser Typ boomt in Gebieten mit Temperaturen unter der Erde und heißer, insbesondere in geologisch jungen oder geschäftigen Vulkangebieten. Diese Bereiche haben im Allgemeinen tektonische Platten und mehr Betonlinien, die es ermöglichen, dass mehr Wärme aus dem Untergrund an die Oberfläche gelangt.
Tief in der Erdkruste befindet sich geschmolzenes Gestein, das als Magma bekannt ist. Dies ist in Steinform in der Außenfläche, die jedoch infolge der Erwärmung durch Geothermie in flüssiger Form unter der Erde geschmolzen wurde. Dies kann etwa 1800 km tief unter der Oberfläche liegen. Näher an der Oberfläche sind die Steinschichten jedoch vergleichsweise heiß genug, um Luft und Wasser auf einer Temperatur von etwa 60 ° F zu halten. Geothermische Energieerträge profitieren von diesen Temperaturen, die nahe an der Erdoberfläche liegen, um Strom zu erzeugen.
In Gebieten mit heißer erdnaher Temperatur. Brunnen können gut gebohrt und Wasser gepumpt werden. Das Wasser läuft durch Risse in den Steinen und wird erwärmt. Es trägt als Dampf und Wasser zur Oberfläche bei, in der seine Energie zum Antrieb von Stromerzeugern und Turbinen verwendet werden kann. Derzeit gibt es jedoch keine Technologie, die es Einzelpersonen ermöglicht, die Wärme aus geschmolzenem Gestein zu nutzen. Vielleicht in der Zukunft.
In verschiedenen Bereichen kann ein Erdwärmepumpensystem, das aus Pumpen und Rohren besteht, zum Heizen von Häusern verwendet werden. Dies wird erreicht, indem die Maschine geöffnet und die heißere Luft abgesaugt wird, um das Luftzufuhrsystem in Innenräumen im Winter zu versorgen.
Erdwärmepumpe:
Eine Erdwärmepumpe (GHP) ist ein zentrales Heiz- und / oder Kühlsystem oder eine spezielle Pumpanordnung, die Wärme vom Boden überträgt und jederzeit ohne Unterbrechung als Wärmequelle (in der Wintersaison) oder als Kühlkörper während des Betriebs genutzt werden kann Sommersaison).
WGisol, Dampfkompressionszyklus, CC BY-SA 4.0
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Ich bin Subrata, Ph.D. in Ingenieurwissenschaften, insbesondere mit Interesse an Bereichen der Nuklear- und Energiewissenschaft. Ich verfüge über Erfahrungen in mehreren Bereichen, angefangen beim Servicetechniker für elektronische Antriebe und Mikrocontroller bis hin zu spezialisierten Forschungs- und Entwicklungsarbeiten. Ich habe an verschiedenen Projekten gearbeitet, darunter Kernspaltung, Fusion zu Solarphotovoltaik, Heizungsdesign und anderen Projekten. Ich interessiere mich sehr für die Bereiche Wissenschaft, Energie, Elektronik und Instrumentierung sowie industrielle Automatisierung, vor allem wegen der Vielzahl an spannenden Problemen, die diesem Bereich eigen sind und die sich jeden Tag mit der industriellen Nachfrage ändern. Unser Ziel ist es, diese unkonventionellen, komplexen Wissenschaftsthemen auf einfache und verständliche Weise auf den Punkt zu bringen.